CN207526740U - 一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构 - Google Patents

Abstract

一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，包括安装于主轴末端的叶轮与位于叶轮后侧与密封盖之间的平衡装置，其特征在于，平衡装置包括平衡鼓、平衡鼓内孔设置平衡鼓衬套，平衡鼓衬套通过过盈连接的平衡鼓轴套与主轴可移动连接，平衡鼓底面密封固接有平衡盘衬套，叶轮与平衡盘衬套间设置调隙轴套，调隙轴套与平衡盘衬套间存在间隙。本实用新型具有结构简单，工作效果灵敏，维护保养便宜的优点。

Description

一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构

技术领域

本实用新型涉及低温离心泵领域，尤其涉及一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构。

背景技术

目前，在石油、化工、冶金、钢铁等行业，特别是低温深冷介质的输送、增压领域需要采用多级低温离心泵进行介质的输送。一般的离心泵在工作时会因为介质的惯性作用收到一个轴向力，该轴向力使转轴与其端部的轴承之间发生额外的相互作用，导致快速磨损和寿命的降低。

目前市场上的多级低温离心泵采用的轴向力平衡机构一般采用通过平衡装置间的间隙调节两个压力腔中的压力差进行，为保证平衡装置在较小的压力变动下也能工作平衡轴向力，一般通过较小（一般小于1mm）的间隙形成压力差，以通过小截面积的作用放大压力变化的效果。

如申请号为201210151866.3所述的一种改进的磁力泵，其通过平衡盘与叶轮后端之间形成的环形压力调节腔形成不同的压力区，通过介质在0.5-1mm的间隙中形成的高低压区的压差自流调节转子的压力平衡。以延长泵的寿命。但是这一技术方案中间隙只有0.5-1mm，即叶轮和平衡盘之间的运转间隙很小，在运转过程中容易因振动或瞬间增大的压力脉冲产生平衡盘偏磨的情况，影响机组运行的安全性和可靠性。

综上所述，如何生产一种采用不易偏磨、不损伤寿命的较大尺寸通流间隙即可灵敏有效的消除轴向力影响的多级离心泵轴向力平衡机构是本实用新型所要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用不易偏磨、不损伤寿命的较大尺寸通流间隙即可灵敏有效的消除轴向力影响的多级离心泵轴向力平衡机构。

为实现实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，包括安装于主轴末端的叶轮与位于叶轮后侧与密封盖之间的平衡装置，其特征在于，所述平衡装置包括平衡鼓、所述平衡鼓内孔设置平衡鼓衬套，所述平衡鼓衬套通过过盈连接的平衡鼓轴套与主轴可移动连接，所述平衡鼓底面密封固接有平衡盘衬套，所述叶轮与平衡盘衬套间设置调隙轴套，所述调隙轴套与所述平衡盘衬套间存在间隙。

本实用新型通过所述平衡鼓和所述叶轮之间设置的所述平衡鼓衬套、平衡鼓轴套、平衡盘衬套、调隙轴套来分隔出不同的压力腔，以这些压力腔之间的压力差来调节平衡轴向力。通过将现有技术中的平衡鼓/盘分解为较小部件使得在调压过程中运动部件的重量减小，即各部件运动时的惯量减小，使得在压力变化较小时该较小的变化量也能驱动各部件随压力移动调压。使得所述间隙较大时也能灵敏有效的进行工作。所述平衡鼓衬套通过过盈连接的所述平衡鼓轴套，所述平衡鼓底面密封贴合有所述平衡盘衬套使得各部件之间紧密密封，不发生泄压导致机构失效等情况。所述主轴所代表的转子在工作状态改变时受轴向力浮动，所述间隙在主轴浮动的情况下增大或减小改变压力腔之间的通流截面积，调节压力平衡，起到平衡轴向力的作用。

作为优选，所述平衡鼓侧壁设有恒压孔，所述平衡鼓外侧为第一压力腔。所述平衡鼓内侧与所述平衡鼓轴套间形成第二压力腔，所述第一压力腔和第二压力腔通过所述恒压孔连通。

所述平衡鼓外侧的所述第一压力腔为所述离心泵外壳与转子之间的空间，其压力可视为恒定的常压，通过所述恒压孔连接的所述第二压力腔即也可视为恒定的常压。

作为优选，所述平衡鼓轴套与所述平衡盘衬套之间形成第三压力腔，所述平衡盘衬套与所述叶轮之间形成第四压力腔，所述第三压力腔与第四压力腔通过所述间隙连通。

所述第四压力腔种压力为转子中所述叶轮输送介质的压力，所述第三压力腔与第四压力腔通过所述间隙连通，所述第四压力腔产生一个压力降而形成第三压力腔中的压力。在静定情况下，所述第二压力腔与第三压力腔在所述平衡鼓轴套两侧形成稳定的压力状态。在运转时，因液态介质在所述平衡鼓两侧流动速度不同，所述第二压力腔与第三压力腔之间形成压差，该压差作用于所述叶轮与所述主轴形成轴向力。此时，所述主轴在该轴向力的作用下发生周向的浮动，浮动过程中所述平衡鼓与所述叶轮之间距离改变，即改变了所述叶轮与所述平衡盘衬套之间所述间隙的距离，即改变了所述第三、第四压力腔之间的通油截面积，所述第三压力腔中压力改变，与第二压力腔之间压差重新达到平衡状态，确保轴承在无轴向载荷的情况下运行。

作为优选，所述调隙轴套具有突出的端面，其端面与所述叶轮贴合，其内孔套装于所述主轴外侧。

所述端面可以增强所述调隙轴套和所述叶轮之间的密封性。同时所述第三压力腔对所述端面具有轴向的压力，使所述调隙轴套始终贴合于所述叶轮的表面随动。保证所述第三、第四压力腔之间始终通过所述间隙调压。

作为优选，所述间隙浮动距离为1.2-3mm。

1.2-3mm的间隙可以避免机构工作中可能产生的偏磨、冲击等损伤平衡装置寿命的问题。

作为优选，所述平衡鼓衬套具有翻边，所述平衡鼓衬套与所述平衡鼓通过翻边与所述平衡鼓固接。

通过翻遍的设置可以增加所述平衡鼓衬套和所述平衡鼓之间的密封性。保证所述第三、第四压力腔的压力稳定性。

作为优选，所述平衡鼓轴套两端面设有凹槽。

所述凹槽可以有效减轻所述平衡鼓轴套的惯量，使其工作更灵敏。同时增加所述第二、第三压力腔的容积，在出现较大的轴向力脉冲时，更大的容积内容的液体阻尼可以有效地缓冲轴向力的作用。

作为优选，所述平衡鼓顶端通过挡环卡装有滚珠轴承。

所述挡环和滚珠轴承限位了所述平衡鼓的最高位置，保证主轴的位置不会超出正常工作的位置。

作为优选，所述平衡盘衬套为硬质合金衬套。

硬质合金衬套可以避免所述平衡盘衬套被磨损。

作为优选，所述调隙轴套为铜轴套。

铜轴套较软，在发生接触或摩擦时会先于所述平衡盘衬套被磨损，使得一旦发生磨损只需更换所述调隙轴套。维护保养成本低。

本实用新型的有益效果在于：通过低惯量的分离部件组成压力腔进行轴向力的缓冲，使得可以应用距离较大1.2-3mm的调压间隙，保证尽可能少的发生偏磨、冲击等严重影响寿命的问题；同时通过硬质合金衬套和铜轴套的应用使得在极少发生的触碰摩擦的情况下只损耗铜轴套，进一步减小损坏的可能和更换保养的成本。本实用新型具有结构简单，工作效果灵敏，维护保养便宜的优点。

附图说明

图1为本实用新型的截面示意图；

图中各项分别为：1主轴，11叶轮，21平衡鼓，211恒压孔，22平衡鼓衬套，221翻边，23平衡鼓轴套，231凹槽，24平衡盘衬套，25调隙轴套，251端面，26间隙，31第一压力腔，32第二压力腔，33第三压力腔，34第四压力腔，41挡环，42滚珠轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述：一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，包括安装于主轴1末端的叶轮11与位于叶轮11后侧与密封盖之间的平衡装置，其特征在于，平衡装置包括平衡鼓21、平衡鼓21内孔设置平衡鼓衬套22，平衡鼓衬套22通过过盈连接的平衡鼓轴套23与主轴1可移动连接，平衡鼓21底面密封通过螺栓固接有平衡盘衬套24，叶轮11与平衡盘衬套24间设置调隙轴套25，调隙轴套25与平衡盘衬套24间存在间隙26。

本实施例中，平衡鼓21侧壁设有恒压孔211，平衡鼓21外侧为第一压力腔31。平衡鼓21内侧与平衡鼓轴套23间形成第二压力腔32，第一压力腔31和第二压力腔32通过恒压孔211连通。

本实施例中，平衡鼓轴套23与平衡盘衬套24之间形成第三压力腔33，平衡盘衬套24与叶轮11之间形成第四压力腔34，第三压力腔33与第四压力腔34通过间隙26连通。

本实施例中，调隙轴套25具有向外突出的端面251，其端面251与叶轮11贴合，其内孔套装于主轴1外侧。

本实施例中，间隙26的浮动距离为1.2-3mm。

本实施例中，平衡鼓衬套22具有向外的翻边221，平衡鼓衬套22与平衡鼓通过翻边221与平衡鼓21通过螺钉固接，保证连接强度的同时方便后续维护保养中的更换操作。

本实施例中，平衡鼓轴套23两端面251设有U型的凹槽231。

本实施例中，平衡鼓21顶端通过挡环41卡装有滚珠轴承42。

本实施例中，平衡盘衬套24为硬质合金衬套。

本实施例中，调隙轴套25为铜轴套。

以上实施例只是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，包括安装于主轴（1）末端的叶轮（11）与位于叶轮（11）后侧与密封盖之间的平衡装置，其特征在于，所述平衡装置包括平衡鼓（21）、所述平衡鼓（21）内孔设置平衡鼓衬套（22），所述平衡鼓衬套（22）通过过盈连接的平衡鼓轴套（23）与主轴（1）可移动连接，所述平衡鼓（21）底面密封固接有平衡盘衬套（24），所述叶轮（11）与平衡盘衬套（24）间设置调隙轴套（25），所述调隙轴套（25）与所述平衡盘衬套（24）间存在间隙（26）。

2.根据权利要求1所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述平衡鼓（21）侧壁设有恒压孔（211），所述平衡鼓（21）外侧为第一压力腔（31），所述平衡鼓（21）内侧与所述平衡鼓轴套（23）间形成第二压力腔（32），所述第一压力腔（31）和第二压力腔（32）通过所述恒压孔（211）连通。

3.根据权利要求2所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述平衡鼓轴套（23）与所述平衡盘衬套（24）之间形成第三压力腔（33），所述平衡盘衬套（24）与所述叶轮（11）之间形成第四压力腔（34），所述第三压力腔（33）与第四压力腔（34）通过所述间隙（26）连通。

4.根据权利要求3所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述调隙轴套（25）具有突出的端面（251），其端面（251）与所述叶轮（11）贴合，其内孔套装于所述主轴（1）外侧。

5.根据权利要求4所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述间隙（26）浮动距离为1.2-3mm。

6.根据权利要求5所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述平衡鼓衬套（22）具有翻边（221），所述平衡鼓衬套（22）与所述平衡鼓通过翻边（221）与所述平衡鼓（21）固接。

7.根据权利要求6所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述平衡鼓轴套（23）两端面（251）设有凹槽（231）。

8.根据权利要求1所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述平衡鼓（21）顶端通过挡环（41）卡装有滚珠轴承（42）。

9.根据权利要求1所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述平衡盘衬套（24）为硬质合金衬套。

10.根据权利要求1所述的一种多级低温潜液泵轴向力平衡机构，其特征在于，所述调隙轴套（25）为铜轴套。